管道阴极保护理论与实践

2.2 阴极保护参数
2.2.1 保护电位准则（NACE RP 0169-96、SY/T 0036）： （1）通电情况下 -850mV； （2）极化电位 -850mV； （3）极化电位差 -100mV。
测试条件 (1) 通电条件下测量,含有IR降,必须除去 (2) 通常采用断电法测量,不含IR降 (3) 极化形成或衰减过程中 (4) 管网及杂散电流干扰下,必须采用探头法测
Von通电电位 ：施加阴极保护电流情况下测得的管/地电位。 因含有IR降，故不宜做为保护准则用。若要用时，应考虑排 除其IR降成分。 极化电位 ：施加保护电流后引起管/地电位的偏移。 管地电位 ：用与土壤相接触的参比电极测得的管道对地电位。
2.2.2 保护电位密度 覆盖层的质量 环境条件（流速、污染、温度）
（2）性能：电位高、效率低；
3.1.2 锌及锌合金 （1）品种：高纯锌、锌-铝-镉、锌-铝；
（2）性能：电位低、效率高；
3.1.3 铝合金 （1）品种：铝-锌-铟、铝-锌-汞；
（2）性能：不能用于土壤中。
质量要求：要点杂质含量不能大，主要是铁，合金成分合理.
3.2 牺牲阳极应用
⑴ 依据环境条件选用 （表8-13） ⑵ 依据保护对象选 ⑶ 依据使用功能选
2.3 阴极保护方法
1 牺牲阳极法 2 强制电流法
3 排流保护法
方法比较见表6-1
CATHODIC CORROSION PROTECTION
2.4 防腐层与阴极保护
（1）防腐层的作用：隔绝电解质 （2）防腐层的种类
石油沥青：早期用、面积电阻低、有污染、应淘汰
环氧煤矿沥青：早期用于补口、面积电阻很低、质量不宜控制、 应禁用 煤焦油瓷漆：性能好、寿命长、面积电阻低、有污染、不应大量 应用 环氧粉末(FBE)：性能优、寿命长、面积电阻高、应大力推广应用 聚乙烯 (PE)：性能优、寿命长、面积电阻很高、但有阴极屏蔽作 用 三层PE(FBE-胶-PE)：性能优、寿命长、面电阻很高、防腐功能 强、 但有阴极屏蔽作用
第三节 牺牲阳极保护
3.1 牺牲阳极种类
基本要求：
（1）要有足够的负电位，且很稳定； （2）工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落； （3）电流效率高； （4）电化当量高，单位重量的电容量大； （5）腐蚀产物无毒，不污染环境； （6）材料来源广，加工容易； （7）价格便宜。
3.1.1 镁及镁合金： （1）品种：高纯镁、高电位、标准；
1.3 腐蚀领域新方向
肖纪美，简易材料观，李金桂，表面工程论
第二节 阴极保护
2.1 阴极保护原理
1 三电极理论 2 E-pH理论 3 极化理论 4 原电池理论 原电池三要素： 1）两电极电位不同的两电极； 2）两电极必须在同一电解质溶液里； 3）两电极间必须有导线连接。
防腐蚀方法： 阴极保护破坏（1），防腐层破坏（2）。
术语: 参比电极： 一种不极化电极，可用于测量管/地电位，它具有稳 定的氢标电位。土壤中常用的是Cu/CuSO4电极。在一些不易接 近的地方，有时也用金属电极（如Zn）。测量交流电压时可使 用金属棒作参比电极。
Voff断电电位 ： 断开阴极保护电流后瞬间直接测得的管/地电位。 因不含IR降，故可视为极化电位。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（3）防腐层质量与阴极保护电流密度
2.5 阴极保护技术国内现状
（1）管道
20000km长输管道全施加保护 油田集输管道基本施加了保护 市政供气、水管道有上保护和无保护的
（2）储罐 国内大型储罐基本都施加了保护
城市加油站的小型储罐有的上了保护
（3）标准与法律
中国石油天然气管道保护条例 国内有一套阴极保护的待业标准
管道阴极保护理论与实践
胡士信
中国石油天然气管道工程有限公司

第一节 第二节 第三节
腐蚀与防护 阴极保护 牺牲阳极保护


第四节
第五节 第六节 第七节 第八节
强制电流
排流保护 阴极保护管道设计 阴极保护测试 运行与管理
第一节 腐蚀与防护
1.1 腐蚀定义及防腐的意义
1.1.1 定义 可从几方面下定义 （ 1 ）由于材料与环境作用而引起的破坏和变质； （2）除了单纯机械破坏以外的材料一切破坏；
3.3 牺牲阳极设计
1 阳极种类的选择（表8-13）
2 计算程序
（1）接地电阻 （2）单支输出电流 （3）所需阳极数量 （4）阳极寿命
3 地床结构 填料的成分和作用
4 施工 （1）地床位置 （2）阳极间隔 （3）埋设方式
5 牺牲阳极的特殊应用
（1）接地极 （2）参比电极 （3）防强电干扰接地栅 （4）接地电池
（3）冶金的逆过程。
ISO定义： 金属与环境间的物理-化学相互作用，其 结果使金属的性能发生变化,并常可导致金属、 环境或由它们作为组成部分的技术体系的功 能受到损伤。注：该相互作用通常为电化学 性质。（见GB/T 10123-2001）
1.1.2 防蚀意义
腐蚀损失 UK，Hoar,1969为13.65亿英镑3.5%GDP； US 1975，700亿 4.2%GDP，820亿，1982年，1260亿， 1992年，1700亿； NACE 新统计为3000亿，GDP4.2%，其中基础设施为 1500亿，1100/人； 中国 石油行业 1987统计，漏泄：容器0.14次/台年，管道2万/年； 1989，石化 约20亿； 西直门桥1979建，1999拆，重修费用3000万，北京立交桥 有200座，仅大北窑桥改造工程就花4000万； 2003年10月发表的《中国腐蚀调查报告》指出: 我国腐蚀损失为
其中
5000亿元/年 5%GDP 20% 可以避免 1000亿元
1.1.3 腐蚀分类 （1）高温、低温； （2）化学、电化学； （3）湿、干腐蚀。 1.1.4 腐蚀速率表示方法 （1）均匀腐蚀： 失重量、腐蚀深度、腐蚀电流； （2）局部腐蚀 ：点蚀系数。
1.2 防蚀方法
1 选择耐蚀材料 (供应、耐蚀、成本、强度、加工性、外观等因素) 2 与环境隔离的防腐层技术 3 适当的结构设计 4 阴极保护 5 缓蚀剂 6 改变环境 降温、降速、除氧、改变浓度 7 防锈技术（电镀、涂料） 8 材料改性（不锈钢）